特開 2022-151200 フィルタ評価装置、浄化装置、及びフィルタ評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022151200

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】フィルタ評価装置、浄化装置、及びフィルタ評価方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 65/10 20060101AFI20220929BHJP

   C02F 1/44 20060101ALI20220929BHJP

   C12Q 1/04 20060101ALN20220929BHJP

   C12Q 1/686 20180101ALN20220929BHJP

   C12Q 1/06 20060101ALN20220929BHJP

【ＦＩ】

B01D65/10

C02F1/44 A

C12Q1/04

C12Q1/686 Z

C12Q1/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021054161

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(74)【代理人】

【識別番号】100195534

【弁理士】

【氏名又は名称】内海 一成

(72)【発明者】

【氏名】松井 康弘

(72)【発明者】

【氏名】片山 浩之

【テーマコード（参考）】

4B063

4D006

【Ｆターム（参考）】

4B063QA01

4B063QA13

4B063QA18

4B063QQ05

4B063QQ18

4B063QQ28

4B063QQ42

4B063QQ52

4B063QR08

4B063QR32

4B063QR35

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4B063QR62

4B063QR74

4B063QS25

4B063QX01

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4D006GA06

4D006GA07

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4D006HA61

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4D006JA31Z

4D006JA53Z

4D006JA55Z

4D006JA63Z

4D006JA67Z

4D006KA67

4D006KC03

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4D006KE07P

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4D006KE22Q

4D006KE24Q

4D006KE30P

4D006LA06

4D006LA08

4D006MA01

4D006MA03

4D006MC02

4D006MC03

4D006MC04

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4D006MC29

4D006MC30

4D006MC39

4D006MC58

4D006MC62

4D006MC63

4D006PA01

4D006PB02

4D006PB03

4D006PB08

4D006PB24

4D006PC80

(57)【要約】

【課題】浄化装置の利便性を向上できるフィルタ評価装置、浄化装置、及びフィルタ評価方法を提供する。
【解決手段】フィルタ評価装置３０は、フィルタ１０でろ過された処理水に含まれる微生物の測定結果に基づいてフィルタ１０の健全性を評価し、評価結果に関する情報を出力する制御部３２を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタでろ過された処理水に含まれる微生物の測定結果に基づいて前記フィルタの健全性を評価し、評価結果に関する情報を出力する制御部を備えるフィルタ評価装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記フィルタのろ過性能に基づいて定められる所定値以上の粒径の微生物が前記処理水に含まれる場合、前記フィルタに関するアラームを出力する、請求項１に記載のフィルタ評価装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記処理水に含まれる微生物として特定の種類の微生物が検出された場合、前記フィルタに関するアラームを出力する、請求項１又は２に記載のフィルタ評価装置。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか一項に記載のフィルタ評価装置と、前記フィルタと、前記フィルタでろ過された水に含まれる微生物を測定して測定結果を前記フィルタ評価装置に出力する測定部とを備える浄化装置。

【請求項5】

互いに並列に接続される複数の前記フィルタと、
前記測定部が前記互いに並列に接続される各フィルタの二次側が合流する配管から前記複数のフィルタでろ過された処理水をまとめて採取可能に構成されるバルブと
を更に備える、請求項４に記載の浄化装置。

【請求項6】

フィルタでろ過された処理水に含まれる微生物の測定結果に基づいて前記フィルタの健全性を評価することと、
評価結果に関する情報を出力することと
を含むフィルタ評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フィルタ評価装置、浄化装置、及びフィルタ評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、浄化装置に含まれるフィルタの不具合の有無をＰＤＴ（Pressure Decay Test）によって判定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－８４３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＰＤＴを実行するために浄化装置を停止する必要がある。浄化装置の停止は、浄化装置の稼働率を低下させるなど、浄化装置の利便性を低下させる。浄化装置の利便性の向上が求められる。

【0005】

本開示は、浄化装置の利便性を向上できるフィルタ評価装置、浄化装置、及びフィルタ評価方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

幾つかの実施形態に係るフィルタ評価装置は、フィルタでろ過された処理水に含まれる微生物の測定結果に基づいて前記フィルタの健全性を評価し、評価結果に関する情報を出力する制御部を備える。このようにすることで、浄化装置を稼働させたままでフィルタの健全性が評価され得る。その結果、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【0007】

一実施形態において、前記制御部は、前記フィルタのろ過性能に基づいて定められる所定値以上の粒径の微生物が前記処理水に含まれる場合、前記フィルタに関するアラームを出力してよい。このようにすることで、フィルタの交換等のメンテナンスの必要性が明確になる。その結果、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【0008】

一実施形態において、前記制御部は、前記処理水に含まれる微生物として特定の種類の微生物が検出された場合、前記フィルタに関するアラームを出力してよい。このようにすることで、フィルタの交換等のメンテナンスの必要性が明確になる。その結果、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【0009】

幾つかの実施形態に係る浄化装置は、前記フィルタ評価装置と、前記フィルタと、前記フィルタでろ過された水に含まれる微生物を測定して測定結果を前記フィルタ評価装置に出力する測定部とを備える。このようにすることで、浄化装置を稼働させたままでフィルタの健全性が評価され得る。その結果、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【0010】

一実施形態において、前記浄化装置は、互いに並列に接続される複数の前記フィルタと、前記複数のフィルタの二次側で合流する配管に位置する、前記複数のフィルタでろ過された処理水をまとめて採取するポートとを更に備えてよい。このようにすることで、フィルタの健全性の評価に費やす時間又はコスト等が低減され得る。その結果、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【0011】

幾つかの実施形態に係るフィルタ評価方法は、フィルタでろ過された処理水に含まれる微生物の測定結果に基づいて前記フィルタの健全性を評価することと、評価結果に関する情報を出力することとを含む。このようにすることで、浄化装置を稼働させたままでフィルタの健全性が評価され得る。その結果、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【発明の効果】

【0012】

本開示に係るフィルタ評価装置、浄化装置、及びフィルタ評価方法によれば、フィルタを有する浄化装置の利便性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】比較例に係るＰＤＴの実施概念図である。

【図2】ＰＤＴの対象となるフィルタの膜の構造の断面模式図である。

【図3】一実施形態に係る浄化装置の構成例を示す模式図である。

【図4】並列に接続されている複数のフィルタからまとめてサンプルを採取する構成例を示す模式図である。

【図5】一実施形態に係るフィルタ評価方法の手順例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示に係る実施形態が図面を参照して説明される。

【0015】

（比較例）
比較例として、ＰＤＴ（Pressure Decay Test）によってフィルタの健全性を評価する手法が説明される。

【0016】

比較例に係る膜ろ過システムは、３６系列のフィルタユニットを有する。各系列のフィルタユニットにおいて、フィルタ膜の破断、シール材の剥離、又は、フィルタユニットを構成する機械若しくは材料の不具合によって生じる機密性劣化に伴う膜ろ過水の水質不良が生じているかがＰＤＴによる検査結果に基づいて監視される。

【0017】

比較例に係る膜ろ過システムの運転は、フィルタユニット毎に、ろ過、逆洗及びＣＥＢ（Chemically Enhanced Backwash）を含む運転シーケンスによって連続的に制御される。逆洗は、ろ過水を用いたフィルタユニットの洗浄を意味する。ＣＥＢは、薬品を用いたフィルタユニットの洗浄を意味する。

【0018】

図１としてＰＤＴの実施概念図が示される。ＰＤＴによる検査対象のフィルタ９０は、供給側（一次側）からろ過対象の水を受け入れ、透過側（二次側）へろ過した水を送り出すように構成されている。フィルタ９０が水をろ過する場合、一次側のバルブ９１と、二次側のバルブ９２とが開かれる。

【0019】

ＰＤＴの実行時において、一次側のバルブ９２が閉じられる。そして、圧力空気の配管が接続されているバルブ９３が開かれる。これによって、フィルタ９０の一次側を加圧するように圧力空気が注入される。フィルタ９０の一次側が空気で加圧された状態において、所定時間にわたって圧力の変動が監視される。フィルタ９０のろ過膜、及び、フィルタ９０を含むモジュール内の機械部材に破断又は破損が存在する場合、一次側に注入された圧力空気は、二次側に漏洩する。圧力空気が漏洩した場合、一次側の圧力の減少又は二次側の圧力の上昇が検出される。一次側又は二次側の圧力の変化を検出することによって、フィルタ９０の不具合が検出され得る。また、二次側に漏洩した空気は、二次側の水中で気泡になる。二次側の配管が透明配管９４を含む場合、空気の漏洩が気泡９５として目視で観察され得る。フィルタ９０の二次側を加圧するように圧力空気が注入されてもよい。この場合、フィルタ９０の一次側で漏洩を観察することによって、フィルタ９０の不具合が検出され得る。

【0020】

フィルタの一次側を加圧して圧力の変動を監視するために、膜ろ過システムの運転を停止する必要がある。膜ろ過システムの停止は、膜ろ過システムの稼働率を低下させるとともに、運転の停止及び再開等の制御を複雑化させる。膜ろ過システムを稼働させたままで、フィルタの不具合の検出等を含む、フィルタの健全性の評価を実行することが求められる。

【0021】

また、Membrane Filtration Guidance Manual (EPA 815-R-06-009) (EPA(Environmental Protection Agency), 2005)によれば、ＰＤＴによって検査できる理論的な膜破断径は３μｍである。３μｍ径に該当する水中微生物はクリプトスポリジウムである。そうしてみると、ＰＤＴによる検査で異常ではないと判定されるフィルタでろ過できる微生物は、クリプトスポリジウム又はクリプトスポリジウムより大きい微生物である。逆に言えば、ＰＤＴによる検査で異常ではないと判定されたフィルタは、３μｍ未満の径の微生物、例えば、大腸菌等の細菌又はウイルスをろ過できない。つまり、ＰＤＴによるフィルタの検査は、３μｍ未満の径の微生物の除去性能を担保できない。

【0022】

ＰＤＴによる検査の理論が以下の式４．１に基づいて説明される。以下の式４．１によって、ＰＤＴによってフィルタの一次側に生じる気泡の加圧圧力Ｐtestと、フィルタに設けられている孔の形状係数κと、空気と液体との間で発生する表面張力σと、液体と膜との間で発生する摩擦角θと、フィルタの二次側で発生する背圧ＢＰmaxと、および膜の破断径３μｍの単位換算係数との間の関係が特定される。単位換算係数は、式４．１において０．１９３という数値で表されている。

【数1】

【0023】

なお、式４．１は、以下の式Ｂ．１を原型とするBubble Point Theoryを応用したものである。Bubble Point Theoryは、水の粘性と表面張力により気泡を保持できる圧力理論である。Bubble Point Theoryにおいて、気泡を保持できる圧力Ｐbpは、表面張力σに比例し、孔径ｄcapに反比例する。図２にＰＤＴの対象となるフィルタ９０の膜の構造の断面模式図が示される。フィルタ９０の膜は、孔９６を有する。孔９６の径は、図２においてｄで表される。フィルタの膜の詳細は、上述した文献EPA 815-R-06-009のAppendix Bにおいて説明されている。膜に破断９７が生じている場合、膜に設けられている孔９６及び膜に発生した破断９７で保持できる圧力は、以下の式Ｂ．１で表される。式Ｂ．１の各パラメータを単位換算するとともに、３μｍ径の気泡に対応する係数を適用することによって、式Ｂ．１が式４．１に変換される。

【数2】

【0024】

上述した、ろ過、逆洗及びＣＥＢの各運転シーケンスの間に、フィルタの健全性を評価するためにＰＤＴの実行シーケンスが組み込まれる。ＰＤＴが実行される場合、膜ろ過システムの各運転シーケンスが停止される。つまり、ＰＤＴの実行によって、膜ろ過システムの稼働率が低下する。また、ＰＤＴの実行シーケンスを組み込むための運転シーケンスの制御が複雑になる。また、ＰＤＴを実行するための専用設備の追加が必要になる。

【0025】

以上述べてきたように、比較例に係る膜ろ過システムにおいて、フィルタの健全性を評価するためにＰＤＴを実行することによって、稼働率の低下、制御の複雑化、及び設備の追加等の影響がシステムに及ぼされる。これに対して、後述する、本開示の一実施形態に係るフィルタ評価装置３０及びフィルタ評価方法によれば、フィルタ１０を備える浄化装置１（図３参照）を稼働したままでフィルタ１０の健全性が評価される。このようにすることで、フィルタ１０の健全性の評価の実行が稼働率、及び、運転シーケンスの制御に影響を及ぼしにくい。また、フィルタ１０の健全性を評価するために専用設備が必要とされない。その結果、浄化装置１の利便性が向上する。

【0026】

また、比較例に係る膜ろ過システムにおいて、ＰＤＴの実施によって膜ろ過の物理的機能の健全性を把握したとしても、クリプトスポリジウムの他に３μｍ以上の粒径の微生物がろ過した水に存在しないこと、又は、クリプトスポリジウムの除去率が９９．９９％（４ｌｏｇ１０）であることを確認するにとどまっている。つまり、ＰＤＴは、ろ過膜の機械的かつ物理的な性状を把握する手法に過ぎず、水中の病原微生物の制御に対して極めて限定的にしか貢献しない。これに対して、後述する、本開示の一実施形態に係るフィルタ評価装置３０及びフィルタ評価方法は、膜ろ過システムのろ過水の急性毒性に関連し、ろ過水に含有するウイルス、細菌又は原虫等の微生物において、人体にとって病原体となりうる微生物由来の遺伝子に着目し、ろ過した水のサンプリングを実施する。サンプリングによって、病原微生物の有無の確認、及び、病原微生物の定量的な測定が実行される。病原微生物の測定によって、膜ろ過システムによる病原微生物の阻止性能が把握される。また、膜ろ過システムの現状の性能及びろ過水の品質を把握することによって、膜ろ過システムが本来発揮すべき性能と比較される。そして、現状の性能に基づいて、膜ろ過システムが制御され得る。

【0027】

以下、本開示の一実施形態に係る浄化装置１、フィルタ評価装置３０、及びフィルタ評価方法が説明される。

【0028】

（浄化装置１の構成例）
本開示の一実施形態に係る浄化装置１は、浄水場、下水処理場、水再生施設、又は海水淡水化施設等の水処理インフラで採用されてよい。水処理インフラに適用される、精密ろ過膜（Microfiltration：ＭＦ膜）、限外ろ過膜（Ultrafiltration：ＵＦ膜）、ナノろ過膜（Nanofiltration：ＮＦ膜）、逆浸透膜（Reverse Osmosis Membrane Filtration：ＲＯ膜）等の膜による処理の水質を担保する必要がある。水質を担保するため、水中微生物のうち毒性の高いクリプトスポリジウム及び他原虫の阻止性の観点から、膜処理の機能を把握する必要がある。

【0029】

図３に示されるように、本開示の一実施形態に係る浄化装置１は、フィルタ１０と、フィルタ１０でろ過された水に含まれる微生物を測定する測定部２０と、制御部３２とを備える。

【0030】

＜フィルタ１０＞
フィルタ１０は、水をろ過する膜を含む。フィルタ１０の膜は、有機膜素材又は無機膜素材等を含んで構成されてよい。有機膜素材は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）、４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等を含んでよい。無機膜素材は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ジルコニア：ＺｒＯ２）、酸化チタン（チタニア：ＴｉＯ２）等を用いたセラミック膜を含んでよい。無機膜素材は、ステンレス（ＳＵＳ）又はガラス（ＳＰＧ）製の膜を含んでよい。

【0031】

フィルタ１０において水をろ過するために膜がモジュールとして構成される。モジュールは、有機膜素材を用いた中空糸を含んで構成されてよい。モジュールは、平膜スパイラル形状で構成されてよい。モジュールは、水を加圧して通過させる加圧方式に適用可能に構成されてよい。モジュールは、水槽において水に浸漬される浸漬型ろ過方式に適用可能に構成されてよい。モジュールは、無機膜素材を用いたモノリス又は平膜形状等で構成されてもよい。

【0032】

＜制御部３２＞
制御部３２は、各構成部を制御する。また、制御部３２は、浄化装置１の各構成部から情報を取得したり各構成部に情報を出力したりする。制御部３２は、後述するように、フィルタ１０の健全性を評価する。制御部３２は、フィルタ評価装置３０の一部とみなされ得る。フィルタ評価装置３０は、浄化装置１に含まれてもよいし、浄化装置１と別体として構成されてもよい。制御部３２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成されてよい。制御部３２は、プロセッサに所定のプログラムを実行させることによって所定の機能を実現してもよい。制御部３２は、記憶部を備えてもよい。記憶部は、制御部３２の動作に用いられる各種情報、又は、制御部３２の機能を実現するためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、制御部３２のワークメモリとして機能してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部は、制御部３２に含まれてもよいし、制御部３２と別体として構成されてもよい。

【0033】

浄化装置１は、ろ過モードで動作する。ろ過モードにおいて、浄化装置１は、貯水タンク１１等に貯えられている被処理水をフィルタ１０でろ過し、ろ過した処理水を貯水タンク１５等に送り込む。浄化装置１は、貯水タンク１１等に貯えられている被処理水をフィルタ１０の一次側に送り込むろ過ポンプ１２と、フィルタ１０の一次側とろ過ポンプ１２との間に接続されているバルブ１３と、フィルタ１０の二次側に接続されているバルブ１４とを更に備える。被処理水は、バルブ１３が開いている状態でろ過ポンプ１２によってフィルタ１０の一次側に送り込まれ、フィルタ１０でろ過されて処理水になる。処理水は、バルブ１４が開いている状態でフィルタ１０の二次側から貯水タンク１５等に向けて送り出される。つまり、ろ過モードにおいて、浄化装置１の制御部３２は、バルブ１３及び１４を開き、ろ過ポンプ１２を駆動する。

【0034】

浄化装置１は、逆洗モードで動作してよい。逆洗モードにおいて、浄化装置１は、フィルタ１０の二次側に洗浄水を送り込み、洗浄水を二次側から一次側に流すことによって、フィルタ１０を逆洗浄する。例えば貯水タンク１５等に貯えられている処理水が洗浄水として用いられてよい。また、フィルタ１０を逆洗浄した水は、廃液として廃液タンク５６に送り出される。浄化装置１は、貯水タンク１５に貯えられている処理水等の洗浄水をフィルタ１０の二次側に送り込む逆洗ポンプ５１と、フィルタ１０の二次側と逆洗ポンプ５１との間に接続されているバルブ５２と、を更に備える。浄化装置１は、フィルタ１０の一次側と廃液タンク５６との間に接続されているバルブ５５を更に備える。洗浄水は、バルブ５２が開いている状態、かつ、バルブ１４が閉じている状態で、逆洗ポンプ５１によってフィルタ１０の二次側に送り込まれる。フィルタ１０の二次側に送り込まれた洗浄水は、一次側に流れることによってフィルタ１０を逆洗浄し、廃液になる。フィルタ１０を逆洗浄して生じた廃液は、バルブ５５が開いている状態、かつ、バルブ１３が閉じている状態で廃液タンク５６に流れ込む。つまり、逆洗モードにおいて、浄化装置１の制御部３２は、バルブ１３及び１４を閉じ、バルブ５２及び５５を開き、逆洗ポンプ５１を駆動する。

【0035】

逆洗モードにおいて、浄化装置１は、フィルタ１０の二次側に送り込む洗浄水に薬品を添加してよい。浄化装置１は、バルブ５３と薬液５４とを更に備える。薬液５４は、洗浄水が流れる逆洗ポンプ５１とバルブ５２とを接続する配管に、バルブ５３を介して接続される。浄化装置１は、逆洗モードにおいて、バルブ５３が開いている状態にして、洗浄水に薬品を添加してよい。つまり、逆洗モードにおいて、浄化装置１の制御部３２は、バルブ５３を開いてよい。

【0036】

＜測定部２０＞
浄化装置１は、ろ過モードにおいて、処理水の一部をサンプリングして、サンプルに含まれる微生物を測定する。具体的に、浄化装置１は、処理水が送り出される配管に接続されるバルブ２１を更に備える。測定部２０は、バルブ２１を介して処理水の一部をサンプリングする。測定部２０は、バルブ２１の開閉を制御することによってサンプリングを制御してよい。測定部２０は、採取したサンプルに含まれる微生物を検出し、検出した微生物の種類、又は、微生物の濃度若しくは量等を測定する。

【0037】

＜＜サンプリング＞＞
測定部２０は、例えば以下の手順で処理水の一部をサンプリングしてよい。

【0038】

測定部２０は、処理水の水質が悪化した場合に、処理水の一部をサンプルとして採取してよい。具体的に、測定部２０は、処理水の水質指標値を監視し、水質指標値が条件を満たした場合に、処理水の一部をサンプルとして採取してよい。測定部２０は、処理水の水質指標値として、電気伝導率（ＥＣ）、フローサイト粒子、濁度、色度、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、全有機炭素（ＴＯＣ）、溶存酸素量（ＤＯ）、浮遊物質（ＳＳ）、クロロフィル濃度、全窒素（Ｔ－Ｎ）、全リン（Ｔ－Ｐ）、有機性汚濁物質濃度、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）等を監視してよい。このようにすることで、サンプルに含まれる微生物が多くなる可能性が高くなる。その結果、サンプルに含まれる微生物の検出効率が向上し得る。

【0039】

測定部２０は、処理水の一部をサンプリングする際に、採取する処理水の流量及び流速を制御しながら連続して処理水を採取してよい。このようにすることで、長期間にわたって処理水がサンプリングされ得る。

【0040】

測定部２０は、採取したサンプルを冷却して、サンプルの温度を所定温度に制御して保管する設備を備えていてもよい。測定部２０は、サンプルを採取する配管を冷却する設備を備えていてもよい。このようにすることで、サンプルに含まれる微生物の検出精度が向上し得る。

【0041】

測定部２０は、処理水の一部を採取する際に、希釈のための水の添加等によって、処理水を採取する配管の流量を所定量以上に制御してよい。このようにすることで、配管が詰まりにくくなる。

【0042】

測定部２０は、上述した方法に限られず、種々の方法でサンプルを採取してよい。

【0043】

＜＜微生物の検出＞＞
測定部２０は、サンプルに含まれる微生物を検出する。測定部２０は、微生物として、ウイルス、細菌又は原虫等を検出してよい。測定部２０は、サンプルに含まれる微生物の大きさを測定してよい。測定部２０は、例えば、サンプルに含まれる微生物の画像を取得し、微生物の大きさを測定してもよい。

【0044】

測定部２０は、サンプルに含まれる微生物の種類を測定してよい。測定部２０は、例えば、サンプルに含まれる微生物の遺伝子核酸をＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法によって増幅し、増幅した拡散と蛍光核酸プローブとの再形成（ハイブリタイゼーション）を実行し、発光を検出することによって、微生物の種類を検出してよい。

【0045】

測定部２０は、サンプルに含まれる微生物の量又は濃度を測定してよい。測定部２０は、例えば、最確数法（ＭＰＮ法）に基づいて、微生物の量又は濃度を検出してよい。

【0046】

測定部２０は、微生物に関する測定結果を制御部３２に出力する。

【0047】

＜フィルタ評価＞
制御部３２は、測定部２０から取得した、サンプルとして採取した処理水の一部に含まれる微生物に関する測定結果に基づいて、フィルタ１０の健全性を評価する。フィルタ１０の健全性は、フィルタ１０のろ過性能を含む。フィルタ１０の健全性は、フィルタ１０の膜に破断等の損傷が生じることによって低下する。制御部３２は、所定の種類の微生物がサンプルから検出された場合、フィルタ１０の膜に損傷が生じたと判定してよい。制御部３２は、所定の大きさよりも大きい微生物がサンプルから検出された場合、フィルタ１０の膜に損傷が生じたと判定してよい。制御部３２は、サンプルに含まれる微生物の量が所定量以上である場合に、フィルタ１０の膜に損傷が生じたと判定してもよい。制御部３２は、サンプルに含まれる微生物の濃度が所定濃度以上である場合に、フィルタ１０の膜に損傷が生じたと判定してもよい。

【0048】

浄化装置１が１つのフィルタ１０を備える場合、測定部２０は、その１つのフィルタ１０の二次側からサンプルを採取する。制御部３２は、測定部２０によるサンプルの測定結果に基づいて、その１つのフィルタ１０の健全性を評価できる。

【0049】

浄化装置１が複数のフィルタ１０を備える場合であって、フィルタ１０が並列に接続されている場合、測定部２０は、各フィルタ１０の二次側の配管からサンプルを採取してもよい。各フィルタ１０のサンプルが採取された場合、制御部３２は、各フィルタ１０の健全性を評価できる。

【0050】

測定部２０は、並列に接続されている複数のフィルタ１０の二次側で合流した配管から複数のフィルタ１０をまとめたサンプルを採取してもよい。例えば図４に示されるように、３つのフィルタ１０が互いに並列に接続されてよい。つまり、浄化装置１は、互いに並列に接続されている複数のフィルタ１０を備えてよい。フィルタ１０の数は、３つに限られず、２つであってもよいし４つ以上であってもよい。浄化装置１は、ろ過モードにおいて貯水タンク１１に貯えられている被処理水をろ過ポンプ１２によって並列に接続されているフィルタ１０に送り込み、フィルタ１０でろ過された処理水を貯水タンク１５に送り込む。測定部２０は、バルブ２１を介して処理水の一部をサンプリングする。図４の例において、バルブ２１は、互いに並列に接続されている各フィルタ１０の二次側が合流する配管から複数のフィルタ１０でろ過された処理水をまとめて測定部２０が採取可能に構成される。つまり、測定部２０は、バルブ２１を介して複数のフィルタ１０でろ過された処理水をまとめて採取できる。並列に接続されている複数のフィルタ１０をまとめたサンプルが採取された場合、制御部３２は、並列に接続されている複数のフィルタ１０全体としての健全性を評価できる。仮に、並列に接続されている複数のフィルタ１０全体としての健全性が低下した場合、制御部３２は、複数のフィルタ１０のうち少なくとも１つのフィルタ１０の健全性が低下していると判定できる。このように並列に接続されている複数のフィルタ１０をまとめたサンプルに基づいて複数のフィルタ１０全体としての健全性を評価することによって、フィルタ１０の評価に費やす時間又はコスト等が低減され得る。その結果、フィルタ１０を有する浄化装置１の利便性が向上する。

【0051】

浄化装置１が複数のフィルタ１０を備える場合であって、フィルタ１０が直列に接続されている場合、測定部２０は、各フィルタ１０の二次側からサンプルを採取してよい。制御部３２は、各フィルタ１０の二次側から採取したサンプルの測定結果に基づいて、各フィルタ１０の健全性を評価できる。フィルタ１０が直列に接続されている場合において、フィルタ１０は逆浸透膜を含んでよい。

【0052】

制御部３２は、フィルタ１０の健全性が低下していると判定した場合、浄化装置１のろ過モードでの動作を停止してよい。

【0053】

制御部３２は、フィルタ１０の健全性に関する評価結果を出力してよい。制御部３２は、フィルタ１０の健全性が低下していると判定した場合、アラームを出力してよい。制御部３２は、アラームとして、フィルタ１０の交換のタイミングを知らせる情報を出力してよい。制御部３２は、アラームとして、ろ過モードでの動作を停止する必要があることを知らせる情報を出力してもよい。このようにすることで、フィルタ１０の交換等のメンテナンスの必要性が明確になる。その結果、浄化装置１の利便性が向上する。

【0054】

制御部３２は、アラーム条件が満たされた場合に、フィルタ１０の健全性が低下していると判定し、アラームを出力してもよい。アラーム条件は、例えば、測定部２０の測定結果において、検出された微生物の粒径が所定値以上であることを含んでよい。所定値は、フィルタ１０のろ過性能に基づいて定められ得る。所定値は、例えばフィルタ１０のろ過膜の孔径と同じ値、又は、孔径より小さい値に設定されてよい。アラーム条件は、例えば、測定部２０の測定結果において、検出された微生物の種類が特定の種類であることを含んでもよい。アラーム条件は、検出された微生物の濃度が所定濃度以上であることを含んでもよい。アラーム条件は、これらに限られず、種々の項目を含んで構成されてよい。

【0055】

＜フィルタ評価方法の手順例＞
本開示の一実施形態に係るフィルタ評価方法は、図５に例示されるフローチャートの手順として実行されてよい。浄化装置１の制御部３２がフィルタ評価方法を実行してよい。また、制御部３２は、フィルタ評価装置３０の制御部３２として、フィルタ評価方法を実行してよい。フィルタ評価方法は、制御部３２を構成するプロセッサに実行させるフィルタ評価プログラムとして実現されてもよい。フィルタ評価プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。

【0056】

制御部３２は、浄化装置１をろ過モードで動作させる（ステップＳ１）。制御部３２は、測定部２０から微生物に関する測定結果を取得する（ステップＳ２）。制御部３２は、測定結果がフィルタ１０のアラーム条件を満たしたか判定する（ステップＳ３）。制御部３２は、測定結果がアラーム条件を満たさない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２の手順に戻って測定結果を取得してよい。制御部３２は、測定結果がアラーム条件を満たす場合（ステップ３：ＹＥＳ）、アラームを出力してよい（ステップＳ４）。制御部３２は、ステップＳ４の手順の実行後、図５のフローチャートの手順の実行を終了する。

【0057】

＜小括＞
以上述べてきたように、本実施形態に係るフィルタ評価装置３０及びフィルタ評価方法によれば、処理水に含まれる微生物の測定結果に基づいて、フィルタ１０の健全性が評価される。そして、微生物の測定は、浄化装置１がろ過モードで動作しながら実行される。このようにすることで、浄化装置１の稼働率が向上し得る。その結果、浄化装置１の利便性が向上する。

【0058】

フィルタ１０の健全性が評価されることによって、ＭＦ膜及びＵＦ膜を用いたろ過システムのろ過水質の管理の観点において、水質及びろ過システムの水中微生物にかかわる除去性能が把握される。また、ろ過水の病原リスクが把握される。また、ＰＤＴを実施することなく、ＭＦ膜及びＵＦ膜を用いたろ過システムのろ過水質を把握することができる。したがって、ろ過システムがＰＤＴのためにろ過を停止する必要がない。このようにすることで、稼働率の向上、ＰＤＴを実施しないことによる運転シーケンスの簡素化、及び、ＰＤＴに必要な装置の省略等が実現される。本実施形態に係る浄化装置１は、ＰＤＴを実施可能に構成されてもよい。本実施形態に係るフィルタ評価方法に加えてＰＤＴが実施されることによって、フィルタ１０の健全性がより一層確実に担保され得る。その結果、より一層ロバストな水質管理が実現され得る。

【0059】

（他の実施形態）
本実施形態に係る浄化装置１の制御部３２又はフィルタ評価装置３０の制御部３２は、測定部２０からサンプルに含まれる微生物の測定結果を取得する。サンプルに含まれる微生物の測定は、測定部２０で実施されなくてもよい。例えば、サンプルに含まれる微生物の測定は、微生物の培養に基づく手法又は分子生物学的手法で実施されてもよい。

【0060】

制御部３２によるフィルタ１０の健全性の評価は、例えば、１日に１回以上の頻度で実行されてよい。言い換えれば、サンプルに含まれる微生物の測定は、１日に１回以上の頻度で実行されてよい。本実施形態に係る浄化装置１において、フィルタ１０の健全性の評価は、ろ過モードで動作しながら実行され得る。したがって、１日に１回以上の頻度で評価が実行されても、浄化装置１の稼働率が低下しにくい。

【0061】

本開示は、上述した実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した開示の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各ステップに含まれる機能等は、論理的に矛盾しないように再構成可能である。また、複数のステップを１つに組み合わせたり、１つのステップを分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0062】

１ 浄化装置
１０ フィルタ（１３、１４：バルブ）
１１、１５ 貯水タンク
１２ ろ過ポンプ
２０ 測定部（２１：バルブ）
３０ フィルタ評価装置
３２ 制御部
５１ 逆洗ポンプ（５２、５３、５５：バルブ、５４：薬液、５６：廃液タンク）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】